飛行時間法ppt課件

1、飛行時間法2022/7/171飛行時間法簡介運用超聲波TOF測距超聲波TOF影響要素及最新技術(shù)TOF與三維圖像成型2022/7/172一 簡介2022/7/173飛行時間丈量法Time Of Flight經(jīng)過確定丈量發(fā)射信號與接納信號的飛行時間間隔來實現(xiàn)間隔丈量。因此被測間隔可表示為：s=v*t/2s待測間隔； v信號飛行速度；t飛行時間；一 簡介2022/7/174s=v*t/2二 運用飛行時間法質(zhì)譜儀2022/7/175二 運用倒車系統(tǒng)激光、超聲波等2022/7/176二 運用核物理領(lǐng)域2022/7/177核碰撞的物理研討二 運用三維成像技術(shù)2022/7/178采用TOF技術(shù)的相機，其發(fā)射

2、器經(jīng)過向目的發(fā)出振幅經(jīng)過調(diào)制的出射光信號，再經(jīng)過探測器接遭到目的反射的入射光，經(jīng)過出射光與入射光的相位差可以計算出飛行的時間，結(jié)合光速，算出相機到目的的間隔。攝像機上每個像素都接納到相應(yīng)的間隔信號，得出三維圖像。二 運用三維相機2022/7/179二 運用測速儀： 雷達 激光 紅外線 聲波等 2022/7/1710二 運用警用的測速儀分固定和流動兩種2022/7/1711三 超聲波TOF測距 超聲波測距主要運用于倒車雷達、建筑施工工地以及一些工業(yè)現(xiàn)場，例如：液位、井深、管道長度等場所。2022/7/1712 超聲波發(fā)生器的內(nèi)部構(gòu)造有兩個壓電晶片和一個共振板，當(dāng)它的兩極外加上固有振蕩頻率的脈沖電

3、壓時壓電晶片會發(fā)生共振并產(chǎn)生超聲波。假設(shè)共振板接納到超聲波時，也會迫使壓電晶片產(chǎn)生振動，反過來將機械能轉(zhuǎn)換為電信號，成為超聲波接納器。在超聲波測距電路中，發(fā)射端延續(xù)輸出一系列脈沖方波，然后判別接納端，實現(xiàn)超聲測距普通有以下兩種方法：讀取輸出端脈沖電壓的平均值，該電壓(其幅值根本固定)與間隔成正比，丈量電壓即可測得間隔；丈量輸出脈沖的寬度，即發(fā)射超聲波與接納超聲波的時間間隔t，故被測間隔為S=v*t2。2022/7/1713超聲波TOF測距系統(tǒng)原理圖四 超聲波TOF影響要素及最新技術(shù)信號：調(diào)制信號的頻率、波長、波形等計時：計時器觸發(fā)的方式、時鐘偏移、計時器誤差等環(huán)境：溫度、機械系統(tǒng)振動噪聲、空氣

4、傳播介質(zhì)等2022/7/1714時鐘偏移：是指時鐘信號到達數(shù)字電路各個部分所用時間的差別。超聲波測距系統(tǒng)幾種常用的信號脈沖2022/7/1715觸發(fā)信號：門閥值法 矩形波法2022/7/1716 溫度上升，空氣分子的密集程度就變化，而聲波傳播速度與介質(zhì)有關(guān)，試想下在水里和在空氣中聲波傳播速度的差別。介質(zhì)物質(zhì)分子越密集，聲波傳播速度就越快，到真空中就沒法傳播了。 所以不同的實驗環(huán)境，誤差大小也不同。2022/7/1717四 超聲波TOF影響要素及最新技術(shù)四 超聲波TOF影響要素及最新技術(shù) 時鐘偏移問題 為了實現(xiàn)時鐘同步，TOF測距方法采用了時鐘偏移量來處理時鐘同步問題。但由于TOF測距方法的時間

5、依賴于本地和遠程節(jié)點，測距精度容易受兩端節(jié)點中時鐘偏移量的影響。為了減少此類錯誤的影響，采用反向丈量方法，即遠程節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)包，本地節(jié)點接納數(shù)據(jù)包，并自動呼應(yīng)，經(jīng)過平均在正向和反向所得的平均值，減少對任何時鐘偏移量的影響，從而減少測距誤差。2022/7/1718最新技術(shù)2022/7/1719 雙向回波法是一種對丈量系統(tǒng)的電路延遲進展標(biāo)定的方法，他能得到待測時間間隔的起點。超聲波傳感器A與B面對面放置。假定A為發(fā)射頭，其發(fā)射信號傳播到B端被接納。同時B將超聲波反射后傳到A被接納。圖中上方的波形為外部介質(zhì)中傳播的真實超聲波信號，分別為A剛發(fā)射的波形、傳到B處的波形和前往至A端的波形。2022/7/

6、1720為方便起見，將波形的峰值點作為發(fā)射和到達時辰，那么圖中兩波形間t0為超聲波真實的傳播時間。由于電路延遲的影響，發(fā)出鼓勵脈沖的起始時辰與發(fā)射時辰之間存在固定電路延遲 1，B接納端接納到波形時辰與到達時辰存在接納延遲1 ，A接納端存在接納延遲時間誤差1.以鼓勵脈沖的起始時辰為時間零點。那么B端接納到波形的時辰為 1+t0+ 2，A端接納到回波的時辰為1+2t0+ 1。兩者差值t1=t0+ 1- 2 。由于不同的接納板延遲存在差別， 1-2 不一定為0.此時，選B為發(fā)射端，上述方法二次丈量，那么A接納到波形的時辰為 2+t0+ 1， 2為發(fā)射延遲。B接納回波信號時辰為 2+2t0+ 2 。兩

7、者差值為t2=t0+ 2-1。兩探頭之間超聲波真實的飛行時間t0=t1+t2/2兩探頭接納延遲的差值為 12= 1- 2= t1-t2/2 最新技術(shù)2022/7/1721 基于雙向回波法的超聲波飛行時間間隔丈量系統(tǒng)由硬件平臺和軟件模塊構(gòu)成。硬件平臺包括進展聲電信號轉(zhuǎn)換的超聲波探頭、超聲波發(fā)射電路、超聲波接納放大電路、帶通濾波器、Arm控制和AD采集；軟件模塊包括采集卡設(shè)置、采集顯示、數(shù)據(jù)處置等。2022/7/1722最新技術(shù)2022/7/1723最新技術(shù)2022/7/1724最新技術(shù)五 TOF與三維圖像成型2022/7/17252022/7/1726五 TOF與三維圖像成型 隨著科技的開展，傳感器技術(shù)會愈發(fā)敏感，新的信息采集技術(shù)以及處置系統(tǒng)誤差的方法也會被運用，會大大提高圖像的分辨率，包含更多的圖像信息。 TOF三維圖像未來